KR20170087984A - 유산균 배음료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유산균 배음료 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 배를 착즙하고 남은 고형분 슬러지를 유산균 발효시켜서 얻은 유산균 배음료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 배 슬러지를 재활용하는 한편 기능성이 부가된 유산균 배음료를 제공함으로써 자원의 재활용 및 농업기업의 소득을 증대시킬 수 있다.

Description

유산균 배음료 및 그의 제조 방법{Pear beverge from lactobacillus and process for preparation thereof}

본 발명은 유산균 배음료 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 배를 착즙하고 남은 고형분 슬러지를 유산균 발효시켜서 얻은 유산균 배음료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

배나무(Pyrus pyrifolia)는 장미과 배나무속에 속하는 낙엽고목식물로서 우리나라에서는 1906년 일본에서 개량된 품종이 도입되어 전국적으로 재배되고 있는 4대 과실중의 하나로서 기호도가 좋아 대부분 생과로 소비되고 있다.

배의 효능에 대해서 본초강목, 한방집약서 등 고의학 서적에 알려진 바에 의하면, 위궤양, 변비, 이뇨촉진에 효과가 있으며 담, 해열, 기침 등에 효과가 있고, 권태, 근육통, 두통, 어린아이 기침이나 백일해에 효험이 있다.

또한, 간장활동 촉진 및 체내 알콜성분 조기 분해로 주독을 풀어주고 갈증을 해소시켜 주며, 이외에도 항산화작용이 우수하고, 각종 피부 트러블을 진정시켜 주는 항염효과와 피부 보습효과가 우수하다.

특히, 고지방식이를 섭취한 흰쥐에 한국산 배로부터 추출한 폴리페놀 화합물을 분리하여 지방축적 억제효과 및 대사에 미치는 영향이 보고된 바 있다[J. Korean Soc. Food Sci. Nutr, 2004, 33, 299-304].

지금까지 배는 주로 식품 분야에서 설탕과 탄산이 함유된 탄산음료 대신에 천연물을 주재로 한 음료로서 갈아 만든 배 등의 캔음료 제품의 형태로 출시되고 있으며, 특허출원 제2001-78358(2001.12.12)에는 배를 주로 하는 음료의 조성물 및 그의 제조 방법이 개시되어 있다.

그러나, 아직까지 배를 가공하고 남은 슬러리를 이용하는 방안은 비료나 거름 외에는 다른 것이 없었다.

한국 등록특허 제10-0422308호(2004년02월27일) 한국 등록특허 제10-1042576호(2011년06월13일) 한국 등록특허 제10-1532355호(2015년06월23일)

지금까지 착즙 후 남은 배 슬러지는 비료나 거름으로 이용되어 왔으나 본 발명자들은 이러한 배 슬러지를 재활용하기 위한 방안을 찾기 위하여 예의 연구하던 중, 배 슬러지를 유산균 발효시켜 본 결과 얻어진 발효액이 뛰어난 당도 뿐만 아니라 비만억제 등 비롯한 기능성을 갖는 것을 확인함으로써 배 착즙 후 남은 슬러지가 배 음료의 제조에 유용하게 이용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 배 슬러지를 재활용할 뿐만 아니라 이를 이용하여 제조된 기능성이 뛰어난 식품으로서 유산균 배음료를 제공함에 있다.

본 발명에 의하면 배 슬러지를 재활용함으로써 기능성이 부가된 유산균 배음료를 제공함으로써 자원의 재활용 및 농업기업의 소득을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 유산균 배음료의 제조 공정도이다.
도 2는 상기 배양 단계에서 이용되는 본 발명의 유산균의 16S rRNA 유전자 계통도이다.
도 3은 SD의 체중 변화를 나타내는 그라프도이다.
도 4는 약물 투여 5주차 흰쥐의 부고환지방 무게를 나타내는 그라프도이고, 도 5는 약물 투여 8주차 흰쥐의 부고환지방 무게를 나타내는 그라프도이다.
도 6은 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 총 콜레스테롤(total cholesterol) 함량을 나타내는 그라프도이다.
도 7은 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 트리글리세리드(triglyceride) 함량을 나타내고,
도 8은 약물 투여 8주차 흰쥐의 혈액 내 트리글리세리드 함량을 각각 나타내는 그라프도이다.
도 9는 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 우레아 니트로겐(urea nitrogen) 함량을 나타내는 그라프도이다.

본 발명은 일면에 있어서,

a) 유산균 Lactobacillus casei GAVOL-02(기탁번호: KFCC11646P)을 MRS 브로스 배지에서 27~33℃의 온도에서 2~4일 동안 배양하는 단계;

b) 착즙 후 남은 배 슬러지 혼합물에 상기 단계에서 배양된 유산균을 접종하는 단계;

c) 유산균 접종된 혼합물에 효소를 첨가하는 단계;

d) 효소가 첨가된 혼합물을 27~33℃의 온도에서 21~25 시간 동안 발효 숙성시키는 단계;

e) 얻어진 발효 숙성물을 필터 프레스로 여과하는 단계;

f) 얻어진 여액에 식품용 첨가제를 배합하는 단계;

g) 얻어진 배합물을 85~95℃의 온도에서 7~12 분 동안 살균 처리하는 단계; 및

h) 살균 처리된 음료를 규격에 따라 포장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 음료의 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 유산균 배음료 및 그의 제조 방법에 관하여 첨부된 도면을 이용하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 유산균 배음료의 제조 공정도이다.

먼저, a) 단계에서는 유산균 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) GAVOL-02(기탁번호: KFCC11646P)을 MRS 브로쓰 배지(Difco)에서 27~33℃의 온도에서 2~4일 동안 배양한다.

본 발명에 사용되는 유산균, 락토바실러스 카제이 GAVOL-02 균주는 가정용 김치를 MRS 브로쓰 액체 배지(Difco)에 배양한 뒤, 배양액 일부를 1.5% 한천(Agar)이 포함된 MRS 브로쓰 고체 배지에 도말하여, 37℃에서 48시간 배양하여 생성된 콜로니로부터 단리하였다.

단리된 균주에 대하여 유산균 동정 및 분류를 위한 16s rRNA 유전자의 염기서열 결정을 실시하였다. 유전자 염기서열 데이터 베이스 젠뱅크(GenBank)를 통해 분리된 미생물의 16s rRNA(서열 1의 DNA로 코딩되는 rRNA)와 기 보고된 유산균의 16s rRNA 유전자 염기서열과 비교한 결과, 이 균주는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)와 99%의 상동성을 가진 것으로 새로운 락토바실러스 균주로 동정되었다. 도 2는 상기 배양 단계에서 이용되는 본 발명의 유산균의 16S rRNA 유전자 계통도이다. 상기 균주는 락토바실러스 카제이 GAVOL-02라 명명되어, 한국 미생물보존센터에 2015년 12월 28일자로 기탁번호: KFCC11646P로 기탁하였다.

이어서, b) 단계에서는 별도로 착즙 후 남은 배 슬러지 혼합물에 상기 단계에서 배양된 유산균을 접종한다.

상기 배 슬러지 혼합물은 배 슬러지와 정제수를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 배 슬러지는 배를 착즙기를 사용하여 착즙한 후 배액은 배즙 제품의 제조에 사용하고 남은 고형분을 슬러지로 사용한다. 배 슬러지와 정제수는 80~20 중량%:20~80 중량%로 균일하게 혼합된 것을 65~75℃에서 50~70 분 동안 살균처리한 것이 더욱 바람직하다. 접종량은 전체 혼합물에 대하여 5 부피% 전후가 적당하나 이에 한정되는 것은 아니다.

그 다음, c) 단계에서는 상기 유산균 접종된 혼합물에 효소를 소량 첨가하여 고형분을 작은 분자로 분해시켜 주는 것이 더욱 바람직한데, 이러한 효소는 펙티나아제(pectinase) 또는 헤미셀룰로오스(hemicellulose)가 바람직하다. 첨가량은 상기 단계의 전체 혼합물을 기준으로 0.01~0.2 부피%가 적당할 수 있다.

이어서, d) 발효 숙성시키는 단계에서는 효소가 첨가된 혼합물을 27~33℃의 온도에서 21~25 시간 동안 발효를 진행한다.

배양이 완료된 배음료(발효 숙성물)는 필터 프레스로 여과한 후, 얻어진 여액에는 필요에 따라 첨가제 배합하는 것이 상품성이나 소비자에게 더욱 기호성을 높일 수 있다.

얻어진 배음료 원액은 당도가 9~12 brix로 충분한 당도를 유지하는 것이나 소비자의 기호도에 맞는 식품 첨가제를 배합하여 기호도를 더욱 증대시키는 것이 바람직할 수 있다.

식품 첨가제는 최종 제품의 형태에 따라 통상의 보조제 또는 감미료, 예를 들면 감초, 맥류약엽분말, 서양산사자추출물, 세인트존스워트, 셀레늄효모, 비타민 B1, 비타민 C, 구연산, 니코틴산, 안식향 산나트륨, 아스파탐, 사카린, 펙틴, 말리톨, 솔비톨, 자일리톨, 구아검, 사과산, 타우린, 바이오틴, 액상과당, 탈지분유 및 올리고당으로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 성분을 추가하여 기호도나 미감을 증대시킬 수 있다. 이들은 본 발명의 제품의 전체 중량을 기준으로 약 0.01~40 중량%로 사용하는 것이 적절하다.

음료는, 예를 들면, 상기 유산균 음료 0.01~20 중량%, 감초 0.01~2 중량%, 구연산을 0.01~2 중량%, 사과산 0.01~2 중량%, 타우린 0.1∼2 중량%, 비타민 C 0.01~2 중량%, 비타민 B1 0.01~2 중량%, 바이오틴 0.01~2 중량%, 액상과당 0.01~2 중량% 등을 단독 또는 혼합하여 첨가하여 제조할 수 있다.

첨가제를 첨가한 후 얻어진 배음료(배합물)은 85~95℃의 온도에서 7~12 분 동안 살균 처리한 후, 규격에 따라 포장하여 배음료 제품을 제조한다.

본 발명에 따른 배음료의 제형은, 당해 분야에서의 통상적인 방법에 따라, 예를 들면 쥬스, 파우치제, 또는 드링크제 등의 음료의 형태로 제형화시켜 사용할 수 있다.

< 실시예 >

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다.

실시예 1 : 배 슬러지 음료의 제조

배 음료를 제조하고 남은 배즙 슬러리(박) 16 Kg과 정제수 4 Kg을 균일하게 혼합하여 살균한 후, MRS 브로쓰 배지(Difco)에서 30℃의 온도에서 3일 동안 배양한 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) GAVOL-02(기탁번호:KFCC11646P)에 5부피%의 균량으로 접종하였다. 이어서, 상기 접종물에 헤미셀룰로오스 1 Kg을 첨가한 후 혼합물을 30℃의 온도에서 24 시간 동안 발효시켰다. 배양이 완료된 배 음료(발효 숙성물)는 필터 프레스로 여과한 후, 얻어진 여액에 식품용 첨가제로서 구연산 40g, 아스파탐 35 g, 감초 엑기스 10g 및 비타민 C 50 g을 첨가한 후 나머지를 정제수로 첨가하여 배음료 10 ℓ를 제조하여 저온 살균하였다. 얻어진 배 음료(배합물)는 90℃의 온도에서 10 분 동안 살균 처리한 후, 규격에 따라 포장하여 배음료 제품을 파우치로 제조하였다.

시험예 1: 배 음료 항비만 동물실험

실시예 1의 배 음료(발효숙성물 여과액)의 항비만에 대한 효과를 확인하기 위하여 다음과 같이 동물 실험을 수행하였다.

본 실험에 사용된 동물은 6주령인 체중 180 g 내외의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐를 40마리 구입하여 동신대학교 한의과대학 동물사육실에서 조도는 150-300 Lux, 온도는 21±2℃, 습도는 50~60%, 조명시간 12시간 주기로 설정하여 2 주일간 사육실 환경에 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 실험 기간 동안 고형사료와 60% 비만사료 및 음용수를 충분히 공급하였다. 모든 실험은 동신대학교 동물실험윤리위원회의 승인 후 수행하였다(승인번호:2014-05-03-02).

배 음료를 실험군(A, B)에 5주, 8주간 음용수에 섞어 투여하였다. 5주, 8주의 실험기간 동안 각각 20마리를 정상군(NOR), 대조군(CON), 약물투여 100ml/60kg/day(A), 약물투여 300ml/60kg/day(B)으로 각 5마리씩 나눠 실시하였다. 체중은 전자저울을 이용하여 실험 기간 일주일마다 1회씩 측정하였다.

각 약물 투여 종료 후 12시간 절식하고 urethane(75mg/kg)으로 마취하여 채혈 후, 혈액은 EDTA bottle에 넣은 다음 곧바로 혈구측정기 (HEMAVRT 950 FS, Drew-Scientific, Dallas, USA)를 사용하여 WBC, NE, LY, RBC, Hb, HCT, PLT를 측정하였다. 혈청 중 총콜레스테롤(Total cholesterol, TCHO), 트리글리세리드(Triglyceride, TG), HDL-C(high-density lipoprotein cholesterol) 등의 함량을 측정하기 위하여 SHR에서 얻어진 혈청을 serum bottle에 담아 실온에 놓아둔 후 3,000 rpm에서 15분정도 원심분리한 후 상층액을 분리하여 FUJI DRI-CHEM SLIDE(TCHO, HDL-C, TG, ALP, GOT, GPT, TBIL, BUN FUJIFLIM Corporation, Tokyo, JAPAN)를 생화학분석기(DRI-CHEM 4000i, FUJIFLIM Corporation, Tokyo, JAPAN)로 분석하였다.

간과 부고환지방을 적출하여 PBS로 세척 후 각 조직의 무게를 칭량하였다. 간은 모든 부위를 적출하였으며, 부고환지방은 한측만 적출하였다.

그 결과를 도 3 내지 9에 나타내었다. 각 도면에서, NOR : SD, CON : SD +　60% 고지방 사료, A : SD +　60% 고지방 사료 + 배음료 100 ml/60kg/day, B : SD +　60% 고지방 사료 + 배음료 300 ml/60kg/day를 나타낸다.

도 3은 SD의 체중 변화를 나타내는 그라프도로서 약물 투여 5, 8주차의 흰쥐의 체중이 대조군보다 감소됨을 나타내었다. 도 4는 약물 투여 5주차 흰쥐의 부고환지방 무게를 나타내는 그라프도이고, 도 5는 약물 투여 8주차 흰쥐의 부고환지방 무게를 나타내는 그라프도이다.

조직의 무게를 측정한 결과, 약물 투여 5, 8주차 A, B군의 부고환지방의 무게가 대조군보다 감소됨을 나타내었다.

도 6은 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 총 콜레스테롤 함량을 나타낸다. 약물 투여 5주차 B군의 총 콜레스테롤 함량이 대조군보다 감소됨을 나타내었다. 도 7은 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 트리글리세리드 함량을 나타내고, 도 8은 약물 투여 8주차 흰쥐의 혈액 내 트리글리세리드 함량을 각각 나타내는 그라프도이다. 약물 투여 5, 8주차 A, B군의 트리글리세리드 함량이 대조군보다 감소됨을 나타내었다.

도 9는 약물 투여 5주차 흰쥐의 혈액 내 우레아 니트로겐 함량을 나타내는 그라프도이다. 약물 투여 5주차 A, B군의 우레아 니트로겐 함량이 대조군보다 감소됨을 나타내었다.

시험예 2: 관능 평가

본 발명의 실시예 1에 따른 제조된 배 음료 제품과 비교 제품(N사 제품)에 비교평가를 실시하였다.

평가단 40인을 대상으로 설문 조사를 하고 응답자가 느끼는 색상, 맛, 향 및 전체적인 기호도를 5점 비교법으로 채점한 후, 이를 평균하여 표 1에 나타내었다.

	실시예1	비교예
색상	3.82±0.62	3.12±1.35
맛	4.13±0.38	3.23±1.20
향	4.06±0.50	3.45±1.25
전체적 기호도	4.12±0.61	3.45±0.35

상기 표 1의 결과로부터 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 배 음료는 비교 제품에 비하여 손색없는 결과를 초래하여 종합적으로 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하여 배 슬러지를 활용하는 기능성 식품 제조에 대한 새로운 개발 방향을 제시하였고, 소비자가 음용하기에 편리하고 맛과 풍미가 살아있는 배 음료를 제공함으로써 농가의 소득증대에도 기여하는 효과가 기대된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

한국미생물보존센터(국내) KFCC11646P 20151228

<110> GABO FARMS Co. LTD <120> Pear beverge from lactobacillus and process for preparation thereof <130> 1545 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1447 <212> DNA <213> Lactobacillus sp. <400> 1 gacgagttct cgttgatgat cggtgcttgc accgagattc aacatggaac gagtggcgga 60 cgggtgagta acacgtgggt aacctgccct taagtggggg ataacatttg gaaacagatg 120 ctaataccgc atagatccaa gaaccgcatg gttcttggct gaaagatggc gtaagctatc 180 gcttttggat ggacccgcgg cgtattagct agttggtgag gtaatggctc accaaggcga 240 tgatacgtag ccgaactgag aggttgatcg gccacattgg gactgagaca cggcccaaac 300 tcctacggga ggcagcagta gggaatcttc cacaatggac gcaagtctga tggagcaacg 360 ccgcgtgagt gaagaaggct ttcgggtcgt aaaactctgt tgttggagaa gaatggtcgg 420 cagagtaact gttgtcggcg tgacggtatc caaccagaaa gccacggcta actacgtgcc 480 agcagccgcg gtaatacgta ggtggcaagc gttatccgga tttattgggc gtaaagcgag 540 cgcaggcggt tttttaagtc tgatgtgaaa gccctcggct taaccgagga agcgcatcgg 600 aaactgggaa acttgagtgc agaagaggac agtggaactc catgtgtagc ggtgaaatgc 660 gtagatatat ggaagaacac cagtggcgaa ggcggctgtc tggtctgtaa ctgacgctga 720 ggctcgaaag catgggtagc gaacaggatt agataccctg gtagtccatg ccgtaaacga 780 tgaatgctag gtgttggagg gtttccgccc ttcagtgccg cagctaacgc attaagcatt 840 ccgcctgggg agtacgaccg caaggttgaa actcaaagga attgacgggg gcccgcacaa 900 gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgaagaa ccttaccagg tcttgacatc 960 ttttgatcac ctgagagatc aggtttcccc ttcgggggca aaatgacagg tggtgcatgg 1020 ttgtcgtcag ctcgtgtcgt gagatgttgg gttaagtccc gcaacgagcg caacccttat 1080 gactagttgc cagcatttag ttgggcactc tagtaagact gccggtgaca aaccggagga 1140 aggtggggat gacgtcaaat catcatgccc cttatgacct gggctacaca cgtgctacaa 1200 tggatggtac aacgagttgc gagaccgcga ggtcaagcta atctcttaaa gccattctca 1260 gttcggactg taggctgcaa ctcgcctaca cgaagtcgga atcgctagta atcgcggatc 1320 agcacgccgc ggtgaatacg ttcccgggcc ttgtacacac cgcccgtcac accatgagag 1380 tttgtaacac ccgaagccgg tggcgtaacc cttttaggga gcgagccgtc taagggtgga 1440 tccaaaa 1447

Claims (3)

1. a) 유산균 Lactobacillus casei GAVOL-02(기탁번호: KFCC11646P)을 MRS 브로스 배지에서 27~33℃의 온도에서 2~4일 동안 배양하는 단계;
   b) 착즙 후 남은 배 슬러지 혼합물에 상기 단계에서 배양된 유산균을 접종하는 단계;
   c) 유산균 접종된 혼합물에 효소를 첨가하는 단계;
   d) 효소가 첨가된 혼합물을 27~33℃의 온도에서 21~25 시간 동안 발효 숙성시키는 단계;
   e) 얻어진 발효 숙성물을 필터 프레스로 여과하는 단계;
   f) 얻어진 여액에 식품용 첨가제를 배합하는 단계;
   g) 얻어진 배합물을 85~95℃의 온도에서 7~12 분 동안 살균 처리하는 단계; 및
   h) 살균 처리된 음료를 규격에 따라 포장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 음료의 제조 방법
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 배 슬러지 혼합물은 배 슬러지와 정제수가 80~20 중량%:20~80 중량%로 혼합된 것을 65~75℃에서 50~70 분 동안 살균처리한 것을 특징으로 하는 유산균 음료의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 효소는 펙티나아제 또는 헤미셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 유산균 음료의 제조 방법.

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